[發(fā)明專利]一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710985773.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107656120B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王東方;劉洋;林源;蘭欽泓;劉歡;候毅鵬;尚雪松;趙子琪;索浩;楊旭
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20;G01R19/00
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 郭佳寧

1.一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置，其特征在于包括E-E型磁通門測量頭(1)、RL多諧振蕩器(3)、反相器(4)、反饋補償電路、被測電流線圈繞組(115)以及精密運算放大器電位采集電路；其中E-E型磁通門測量頭(1)包括左臂(13)、中間臂(12)和右臂(11)，中間臂(12)分為上中間臂(121)和下中間臂(122)，上中間臂(121)和下中間臂(122)之間安裝有可拆卸的圓柱鐵芯一(14)和圓柱鐵芯二(15)，左臂(13)、中間臂(12)和右臂(11)這三個臂上分別纏繞著由漆包線制成的匝數(shù)相同的左臂激勵線圈繞組(113)、中間臂線圈繞組(112)和右臂激勵線圈繞組(111)；圓柱鐵芯一(14)上纏繞著匝數(shù)為N_s的反饋線圈繞組(114)，圓柱鐵芯二(15)上纏繞著匝數(shù)為N_p的被測電流線圈繞組(115)；左臂激勵線圈繞組(113)的一端直接與RL多諧振蕩器(3)中的比較器輸出端相連，左臂激勵線圈繞組(113)的另一端與采樣電阻R_S1(7)相連，采樣電阻R_S1(7)的另一端接地；右臂激勵線圈繞組(111)的一端與反相器(4)連接后再與RL多諧振蕩器(3)中的比較器輸出端連接，右臂激勵線圈繞組(111)的另一端與采樣電阻R_S2(5)相連，采樣電阻R_S2(5)的另一端接地；中間臂線圈繞組(112)一端與采樣電阻R_S3(6)連接，另一端接地；

反饋補償電路包括加法器(2)、比例積分器PI(8)、功率放大器PA(9)，加法器(2)與比例積分器PI(8)相連，比例積分器PI(8)的另一端與功率放大器PA(9)相連，功率放大器PA(9)的另一端連有導(dǎo)線，導(dǎo)線纏繞在反饋線圈繞組(114)的一端，加法器(2)同時還與采樣電阻R_S2(5)未接地的一端連接，加法器(2)同時還與采樣電阻R_S3(6)未與中間臂線圈繞組(112)連接的一端相連；

精密運算放大器電位采集電路包括精密運算放大器(10)、負(fù)載電阻R₁(16)、精密電阻R₂(17)、精密電阻R₃(18)、精密電阻R₄(19)和精密電阻R₅(20)，其中精密運算放大器(10)的輸入端分別接有精密電阻R₂(17)和精密電阻R₃(18)，這兩個電阻再與負(fù)載電阻R₁(16)連接，精密運算放大器(10)的兩個輸入端上還分別接有精密電阻R₄(19)和精密電阻R₅(20)，其中精密電阻R₄(19)的另一端接到精密運算放大器(10)的輸出端，精密電阻R₅(20)的另一端與精密電阻R₃(18)的一端共同接地作為電位輸出端，負(fù)載電阻R₁(16)與精密電阻R₂(17)相連的一端還與反饋線圈繞組(114)未與功率放大器PA(9)相連的一端相連，負(fù)載電阻R₁(16)與精密電阻R₃(18)相連的一端同時接地。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置，其特征在于所述的E-E型磁通門測量頭(1)由高磁導(dǎo)率材料的鐵芯制成，包括左臂(13)、中間臂(12)和右臂(11)，各臂的截面積相等。

3.如權(quán)利要求2所述的一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置，其特征在于所述的圓柱鐵芯一(14)和圓柱鐵芯二(15)與E-E型磁通門測量頭(1)材料相同。

4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置的檢測方法，其特征在于采用上述一種高精度低噪聲直流大電流檢測裝置進(jìn)行操作，在電路端部即精密電阻R₅(20)與地相連的右端和精密運算放大器(10)的輸出端之間利用精密電位表DMM讀取電位數(shù)值，通過電流轉(zhuǎn)換及安匝平衡公式I_sN_s＝I_pN_p轉(zhuǎn)化得到待測電流I_p，其中：I_p為流入被測電流線圈繞組(115)中的待測電流，I_s為流入反饋線圈繞組(114)中的反饋電流，N_p被測電流線圈繞組(115)的匝數(shù)，N_s為反饋線圈繞組(114)的匝數(shù)。